不管制品形状如何复杂,其各处壁厚都是一致的。纸浆模塑制品成形之后是个含水量在70%左右的湿纸坯,因为使浆料推向网模滤过时的动力是真空度,比较大的力量不超过一个大气压。现在也出现了吹吸同步的模具,能提高生产效率。
初成形的湿纸坯吸附在网模上,湿强度很低,必须靠另外一个与之对应的凸或凹模合模之后,使湿纸坯置于合模后的模腔内,用气压使之转移,纸浆模塑制品是在单一的凸或凹模上成形,又在合模后的模腔内转移。由于纸浆模塑成形的这些特殊性,增大了制品设计和模具设计的难度。
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纸浆模塑制品的基本生产过程
纸浆模塑产品的基料、助剂与纸相同,工艺也很接近,只不过纸浆模塑制品是在网模上成形的。
当纸浆通过网模时,纤维被网模截留,水被滤掉,按网模形状成形,纸浆纤维靠纤维间氢键结合形成湿纸坯,使用适当的化学品可以提高纤维间的结合力,改善强度和其他物理性能。湿纸坯再经过烘干或热定形,成为纸浆模塑制品。这就是纸浆模塑制品成形的基本过程。
纸浆模塑模具特征
纸浆模塑是利用模具在纸浆状态塑造纸制品,因此,模具是纸浆模塑技术的关键。纸浆模塑模具技术近几年发展迅猛,以前高难度的0.5度拔模技术已经有多家厂商掌握,纸浆模塑咖啡杯盖这样集中体现纸浆模塑技术水平的产品,也已经有很多家公司能够出模具了。
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结构设计要点
纸浆模塑制品除了有纸制品的强度和韧性之外,还可以根据使用功能要求制成各种复杂形状。用作一次性快餐具时,形状比较简单,强度要求也不算高。用作工业内包装时,其形状就很复杂,它必须满足工业内包装的三大要求:一是定位要求。包装制品必须能保证被包装物品在包装箱内有固定位置,要求包装制品与被包装物品之间形状同步,接触贴切,尺寸准确。二是缓冲要求。制品整体要有一定的韧性和柔性,表面还应该有些松软,与被包装物品接触摩擦时不能损伤被包装物品表面光泽,能消除包装物品在搬运中受到碰撞、振动时产生的冲击。三是承载。要求制品有一定的强度和刚性来支撑被包装物和承受外界压力。为了满足制品上述功能要求,除了选择适当的原材料、助剂和生产工艺之外,更重要的是结构设计。
模具技术进步使纸浆模塑大有用武之地
有行内大咖正在构思一种能连续运转的成形模具,一种纸模连续抄造机,可以生产出一次成形的蜂窝纸板。这种一次成形的蜂窝纸板除了可以用作包装材料之外,另一个更大的用处是可以用来生产播种纸。
一种有规律的凹槽纸板(蜂窝纸)在另外一台可以称作“室内台式播种机”上,在纸板的凹槽内播种上植物种子,加入化肥和除草剂,用另外一种纸复合好,制造出一种有一定幅宽的播种纸,这种播种纸使用前分切成纸条,将这种纸条按垄埋进土壤中,对其进行定期适量喷水,水透过土壤浸湿了播种纸,水溶解化肥和除草剂使其渗入土壤,种子有了水分开始萌芽,幼芽穿透浸湿了的播种纸破土而出,剩下的播种纸降解在土壤中成为肥料。将播种纸埋进土壤之后,就只剩下等着收获了。
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同样的数字(49%)表示,他们愿意优先考虑可持续产品而不是便利产品,并愿意走得更远以避免产生对环境不利的产品。是否可持续逐渐变成了消费者选择的一个重要的因素。
在我国,随国家和环保人士的普遍宣传,未回收塑料制品,对环境的伤害,尤其是对海洋环境的伤害被人们普遍了解,科学研究表明,塑料微珠会随着食物链回到人体,对人的神经系统有潜在的伤害可能。这些都导致人们对环境保护意识的增强,国家和地方也密集发布禁塑限塑的法律法规,塑料制品越来越受到限制。
我国已经有十二个省市自治区发布了,禁止生产和销售泡沫塑料一次性快餐具,一次性塑料袋等,而用作工业内包装的泡沫塑料制品也成为我国商品迈出国门的一大障碍。
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定形模具结构包括凸模、凹模、网模和加热元件,附有网模的凸或凹模上有排水排气孔,工作时湿纸坯在定形模内首先受到挤压,有20%的水被压榨排出,此时湿纸坯内含水为50-55%使湿纸坯在模内受热后余下来的水被汽化排除,湿纸坯被压榨烘干定形后形成制品。定形模具中的网模会使制品表面产生网痕,而且网模在频繁挤压中会很快破损。为了解决这个问题,有模具设计师设计了一种无网模,这种无网模是采用铜基球状粉末冶金制造。两年来经过多次结构改进和选择适当的粉末粒度,制造出来的无网定形模具寿命是网模的10倍,成本降低50%,制造出来的纸制品精度高,内、外表面光滑。
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